Fisica per le superiori/L’elettroscopio e il campo elettrico

Un secondo strumento, molto utile per indagare sui fenomeni elettrostatici, è l’elettroscopio. L’elettroscopio si costruisce assemblando una struttura metallica con un supporto isolante. La parte metallica ha un forma particolare, che distingue un pomello (esterno alla struttura) e una parte mobile, formata da una coppia di lamine d’oro o da un ago indicatore (nei modelli più moderni).

Nella situazione di riposo, le lamine d’oro dell’elettroscopio pendono verso il basso, una vicina all’altra. Quando si avvicina (senza contatto) un oggetto elettrizzato al pomello dell’elettroscopio, le foglioline si separano. Appena l’oggetto si allontana di nuovo, le foglioline tornano nella posizione di riposo.

Non possiamo dire che l’oggetto carico respinge le foglioline. Infatti, giocando con il pendolo di torsione, abbiamo capito che quando un oggetto carico si avvicina a un oggetto neutro (come l’elettroscopio), insorgono delle forze di attrazione. Non delle repulsioni. D’altra parte, l’elettroscopio è troppo rigido e pesante per mettere in evidenza le forze di interazione. Il comportamento delle foglioline, tuttavia, è sufficiente a riconoscere la presenza dei corpi elettrizzati in prossimità del pomello.

Si dice che un elettroscopio rileva l’esistenza del campo elettrico creato dai corpi carichi intorno ad esso. A rovescio, si può dire anche i corpi carichi generano attorno a sé un campo elettrico, che può essere rilevato con uno strumento come l’elettroscopio. Il fenomeno per cui un corpo carico è in grado di modificare lo stato di un corpo neutro, come l’elettroscopio, viene talvolta chiamato induzione elettrostatica.

Un elettroscopio rileva nello stesso modo la presenza delle cariche positive e la presenza di quelle negative. Ora, dopo aver avvicinato un corpo carico elettricamente al pomello dell’elettroscopio, proviamo ad accostarne un secondo, carico di segno opposto. Osserveremo che, progressivamente, la perturbazione delle foglioline tende a svanire, ed è possibile anche annullarla del tutto. Le foglioline, tuttavia, si riaprono appena uno qualunque dei due corpi viene allontanato, senza spostare il secondo.

Questo fenomeno manifesta il principio di sovrapposizione: quando due corpi carichi generano intorno a sé due campi elettrici, l’effetto osservabile corrisponde alla somma algebrica dei campi che sarebbero generati separatamente da ciascun corpo isolato.